Galvánelemek.

Az előadások a következő témára: "Galvánelemek."— Előadás másolata:

1 Galvánelemek

2 A galvánelem története
Tartalom A galvánelem története Galvani kísérlete Volta kísérletei A Volta-, és a Leclanché-elem Galvánelemek, akkumulátorok

3 Luigi Galvani ( ) olasz anatómus „.. De fogtam az állatot, és bevittem a zárt szobába, ott ráhelyeztem egy vaslemezre...”

4 Galvani kísérlete Galvani 1786-ban felfedezi, hogy ha két különböző fémből készült, egymással is összekötött lapocskát hozzáérint a preparált békacombhoz, az összerándul

5 Galvani kísérlete

6 Galvani kísérlete Galvani következtetése:
Az elektromos jelenségek eredete a békacombban van  „állati elektromosság”

7 Alessandro Volta ( ) ... örömömre közölhetek ... néhány figyelemreméltó eredményt, melyeket azon kísérleteim során értem el, amelyekben a különböző fajtájú fémek, és más vezetők, folyadékok, vagy a vezetőképességet kellően biztosító nedvességet tartalmazó anyagok egyszerű kölcsönös érintkezése révén keltett elektromosságot tanulmányoztam.”

8 Volta kísérletei Volta megismételte Galvani kísérleteit és elfogadta következtetéseit 1754: Sulzer svájci kutató feljegyzései nyomán új kíséretet végez: ha két különböző fémet összeérintünk, akkor azok szétválasztva feltöltődést mutatnak  a békacomb csak jelezte az elektromos hatás jelenlétét, a lényeg a fémek érintkezésében van  a keletkező hatás erősíthető ha több cinklemezt és rézlemezt helyezünk egymás fölé Volta szerint a fémeknek csak passzív szerepük van, a kör zárásakor az áram akármeddig keringhet Alessandro Volta ( ) Johann Heinrich Sulzer ( )

9 anód katód elektrolit

10 Két különböző fém és elektrolit
Alumínium és réz Az emberi szervezet

11 Volta-elem: kénsavba merülő réz- és cinkelektród
A Volta-elem Volta-elem: kénsavba merülő réz- és cinkelektród + - anód (Cu) katód (Zn) elektrolit (hígított kénsav)

12 Elektron leadás és felvétel térbeli elválasztása
A lejátszódott reakciók: Zn – 2e- Zn 2+ (oxidáció) Cu 2++2e- Cu (redukció)

13 A Volta-oszlop  a keletkező hatás erősíthető ha több cinklemezt és rézlemezt helyezünk egymás fölé két különböző fém (réz és cink) egy-egy korongja közé elektrolit-oldattal (savval) átitatott papír- majd szövetlemezkéket helyezett, és ezekből a hármas egységekből oszlopot épített minél magasabb az oszlop, annál magasabb a telep feszültsége a telep folyamatosan termeli az áramot

14 A Volta-oszlop

15 A Lechlanché-elem Leclanché-elem (1868): elektrolit: szalmiáksó (NH4Cl) vizes oldata pozitív elektróda: barnakőbe (mangándioxid, MnO2) ágyazott szénrúd negatív elektróda: cinklemez A két elektróda között ~ 1,5 V feszültség jön létre Georges Leclanché ( )

16 Negatív elektróda: cinklemez
A Lechlanché-elem Elektrolit: szalmiáksó Pozitív elektróda: szénrúd Negatív elektróda: cinklemez Barnakő

17 Galvánelemek Galvánelem: Olyan berendezés,
melyben ionképződés és ettől térben elválasztva ionok semlegesítődése megy végbe Tartós áramforrásként használható Kémiai energia rovására elektromos mező épül fel Akkumulátor: Olyan galvánelem, melyben az áramtermeléskor (kisüléskor) átalakult anyagok ellenkező irányú, ún. töltőáram átbocsátásával regenerálhatók. A mai elemek ún. szárazelemek: kocsonyásított vagy papírba itatott elektrolitú Leclanché-elemek

18

19 A mai galvánelemek A legtöbb kémiai reakció hő formájában ermel energiát. Az elemek ezzel szemben elektromos energiát termelnek. Az elektrolit oxidálja a cinkből készült anódot. A mangán-dioxid/karbon katód reakciója az oxidált cinkkel elektromosságot eredményez Az elem kollektora kivezeti az elektromos áramot a külső áramkörhöz, így a kollektor csatlakozási pontot biztosít pl. egy zseblámpa izzójának vagy egy hordozható CD-lejátszónak A cink és az elektrolit kölcsönhatása olyan reakcióterméket hoz létre, amely fokozatosan lassítja a cella aktivitását és csökkenti a feszültségét. Mindeközben a mangándioxid lassan elfogy, és így egyre kevésbé képes a katód szerepét betölteni. Mindezek a folyamatok együtt azt eredményezik, hogy fokozatosan gyengül az elem feszültsége.

20 Veszélyes hulladék! Szelektív gyűjtés Iskolában, üzletekben …